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(11) | EP 0 977 056 A2 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Intensität eines eine Messstrecke passiert habenden Radarsignals |
| (57) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke
(1) passiert habenden Radarsignals. Dabei wird ein Radarsignal mit einer weitgehend
linear sich verändernden Frequenz erzeugt und über die Meßstrecke (1) gesendet. Zusätzlich
wird ein Referenzsignal, welches phasenstarr mit dem Radarsignal verkoppelt ist, erzeugt,
und es werden dieses Referenzsignal und das die Meßstrecke (1) passiert habende und
wieder empfangene Radarsignal unter Erzeugung eines Mischsignals gemischt. Dieses
wird einem Bandpaßfiltern unter Abtrennen eines eine Frequenz entsprechend einem bestimmten
Sollwert habenden Meßsignals unterworfen. Schließlich wird die Intensität des die
Meßstrecke (1) passiert habenden Radarsignals bestimmt durch Messen einer Intensität
des Meßsignals. Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Vorrichtung, welche
insbesondere als Radarschranke ausgebildet ist. |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke passiert habenden Radarsignals, umfassend Erzeugen des Radarsignals und Senden des Radarsignals über die Meßstrecke, Empfangen des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals und Bestimmen der Intensität des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals durch geeignetes Messen. Die Erfindung betrifft außerdem eine entsprechende Vorrichtung zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke passiert habenden Radarsignals, umfassend einen Sender, eine Antennenanordnung, einen Empfänger und eine geeignete Meßschaltung.
[0002] Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung gehen hervor aus einem Prospekt der Endress und Hauser Meßtechnik GmbH und Co., Maulburg, DE, betreffend einen Sender QR30 und einen Empfänger DR30, mit welchen gemeinsam eine sog. Radarschranke aufgebaut werden kann. Bei einer Radarschranke wird von einem zugehörigen Sender ein Radarsignal über eine Meßstrecke gesandt und von einem geeignet positionierten Empfänger empfangen. Eine Intensität des empfangenen Radarsignals wird bestimmt, und aus dieser Intensität wird ermittelt, ob sich auf der Meßstrecke eine absorbierende Masse befindet. Eine solche absorbierende Masse kann je nach Anwendung ein kompaktes Erzeugnis sein. Es ist auch je nach Anwendungsfall eine absorbierende Masse in Form eines fließfähigen Erzeugnisses denkbar. Ein typisches Einsatzgebiet für eine Radarschranke ist eine Fördereinrichtung in einer Industrieanlage. Ein anderes Anwendungsgebiet ist die Überwachung eines Eingangs oder Ausgangs zu einem kritischen Raumbereich in einem Gebäude; in diesem Fall wäre als absorbierende Masse ein Mensch anzusehen, der den Eingang oder Ausgang benutzen möchte. Es versteht sich, daß eine derartige Anwendung unter Einhaltung gewisser Sicherheitsvorschriften erfolgen muß.
[0003] Aus der DE 44 29 118 C2 geht ein Radarsensor hervor, welcher zur Bestimmung eines Ortes und/oder einer Geschwindigkeit eines Meßobjektes geeignet ist. Dieser Radarsensor ist ausgebildet zur Erzielung einer hohen Empfindlichkeit.
[0004] Die WO 97/09637 A2 und die WO 97/09638 A2 betreffen jeweils eine Vorrichtung zur Abstandsmessung mittels Radar. Jede Vorrichtung erfordert die Bereitstellung des zur Abstandsmessung erforderlichen Radarsignals mit einer Frequenz, welche sich gemäß einer spezifischen Vorgabe ändert. Die Vorrichtung gemäß WO 97/09637 A2 ist dabei besonders ausgebildet zum Ausgleich einer eventuell vorhandenen Nichtlinearität in der Variation der Frequenz des Radarsignals. Die Vorrichtung gemäß WO 97/09638 A2 ist besonders ausgebildet, um eine Abstandsmessung auch bei einem vergleichsweise hohen Abstand des jeweiligen Meßobjektes von der Vorrichtung zu ermöglichen.
[0005] Der Einsatz einer Radarschranke anstelle einer herkömmlichen mechanischen oder optischen Schranke ist für manche Anwendung von großem Interesse. Problematisch ist allerdings, daß die Funktion einer Radarschranke beeinträchtigt werden kann, wenn zum Senden oder zum Empfangen des Radarsignals lediglich eine einfache und kostengünstige, freilich keine hohe Richtwirkung habende Antenne zum Einsatz kommt. In einem solchen Fall kann es vorkommen, daß ein Radarsignal nicht nur auf einem eigentlich ausersehenen direkten Weg vom Sender zum Empfänger gelangt, sondern zusätzlich noch auf einem Umweg; etwa dann, wenn neben dem eigentlichen Meßobjekt ein zweites Objekt vorhanden ist und einen Teil des Radarsignals, welches beispielsweise über eine Nebenkeule der zum Senden verwendeten Antenne zu ihm gelangt ist, zum Empfänger reflektiert. Dadurch kann es zu verschiedenen Störeffekten kommen; das Signal im Empfänger kann durch Überlagerung ganz oder teilweise ausgelöscht werden, es ist auch denkbar, daß ein durch das eigentliche Meßobjekt verursachter Schwächungseffekt im empfangenen Radarsignal durch ein störendes Signal verdeckt wird.
[0006] Dementsprechend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs definierten Art anzugeben, mit dem bzw. mit der eine Beeinflussung des Ergebnisses der angestrebten Messung durch ein über einen anderen Weg als die ausersehene Meßstrecke empfangenes Störsignal vermieden ist.
[0007] Zur Lösung der auf ein Verfahren bezogenen Aufgabe angegeben wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke passiert habenden Radarsignals, umfassend:
Erzeugen des Radarsignals mit einer weitgehend linear sich verändernden Frequenz;
Erzeugen eines Referenzsignals, welches phasenstarr mit dem Radarsignal verkoppelt ist;
Senden des Radarsignals über die Meßstrecke;
Empfangen des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals;
Mischen des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals mit dem Referenzsignal unter Erzeugung eines Mischsignals;
Bandpaßfiltern des Mischsignals und Abtrennen eines eine dem Radarsignal, dem Referenzsignal und der Meßstrecke zugehörige Sollfrequenz habenden Meßsignals; und
Bestimmen der Intensität des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals durch Messen einer Intensität des Meßsignals.
[0008] Gemäß der Erfindung wird ein Radarsignal benutzt, dessen Frequenz sich in bestimmter Weise verändert. Dies hat zur Konsequenz, daß ein von einem entsprechenden Empfänger empfangenes Radarsignal eine von der Frequenz des zum Zeitpunkt des Empfangs ausgesendeten Radarsignals entsprechend seiner Laufzeit zwischen dem Sender und dem Empfänger abweichende Frequenz hat. Diese Abweichung entspricht einem der Länge der ausersehenen Meßstrecke entsprechenden Sollwert, falls das Signal direkt über die Meßstrecke vom Sender zum Empfänger gelangt ist und hat einen von dem Sollwert mehr oder weniger abweichenden Wert, wenn es über eine von der Meßstrecke abweichenden, in der Regel längeren Weg vom Sender zum Empfänger gelangt ist. Dementsprechend wird aus dem beim Empfänger ankommenden Gemisch von Signalen jedwedes Signal ausgeblendet, welches eine von dem Sollwert wesentlich abweichende Frequenz hat; es bedarf dazu lediglich eines Bandfilters. Die Intensität des vom Bandfilter allein durchgelassenen Meßsignals wird nachfolgend bestimmt und gibt die Intensität desjenigen Teils des Radarsignals, welcher wie gewünscht die vorgegebene Meßstrecke passiert hat, wieder. Dementsprechend kommt es zur Ausübung des Verfahrens nicht mehr an auf die Verwendung einer spezifischen richtscharfen Antennenanordnung. Die notwendige Veränderung der Frequenz des Radarsignals muß nicht unbedingt einer hohen Linearitätsanforderung genügen. Eine Nichtlinearität macht sich allenfalls bemerkbar durch eine mehr oder weniger große Schwankung der Frequenz des Meßsignals, dessen Intensität bestimmt werden soll. Es ist lediglich dafür Sorge zu tragen, daß diese Schwankung innerhalb der Durchlaßbandbreite des Bandfilters bleibt, damit es nicht zu einer Verfälschung des Meßergebnisses aufgrund der Durchlaßcharakteristik des Bandfilters kommt. Man erkennt allerdings, daß die Zuverlässigkeit der Messung um so höher ist, je geringer die Schwankung der Frequenz des Meßsignals ausfällt. Eine ähnliche Erwägung gilt für die Anforderung, daß das Referenzsignal "phasenstarr" mit dem Radarsignal verkoppelt sein müsse. Die erfindungsgemäß unbedingt notwendige Verkoppelung schließt nicht aus, daß es eine gewisse beschränkte Schwankung der Phasen der genannten Signale gegeneinander gibt, da auch eine solche Schwankung sich im wesentlichen nur in einer entsprechenden Schwankung der Frequenz des Meßsignals äußern würde. Wiederum aber ist zur Erreichung einer möglichst hohen Zuverlässigkeit der Messung eine weitgehende Verminderung der Schwankung anzustreben.
[0009] Für die Ausführung des notwendigen Bandfilters gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten. Das Bandfilter kann, gegebenenfalls unter geeigneter Wahl des Soliwertes für die Frequenz des Meßsignals, in altbekannter analoger Technik aufgebaut und gegebenenfalls als mechanisches Filter, Quarzfilter oder Oberflächenwellenfilter ausgeführt sein. Denkbar ist auch die Verwendung eines digitalen Filters oder die Verwendung eines Signalprozessors, worin das Bandfilter mittels geeigneter, an sich bekannter Software ausgebildet ist.
[0010] Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß das Erzeugen des Referenzsignals in einer phasenstarren Schleife erfolgt, welcher das Radarsignal als Vorgabesignal zugeführt wird. Diese Weiterbildung erschließt die Anwendung der an sich bekannten Technologie der phasenstarren Schleifen (PLL) für die Erfindung. Für diese Technologie stehen handelsübliche integrierte Schaltkreise zur Verfügung, so daß sich weitere diesbezügliche Ausführungen an dieser Stelle erübrigen.
[0011] Alternativ kann das Referenzsignal auch erzeugt werden durch Auskoppeln aus dem Radarsignal; mit anderen Worten wird im wesentlichen das Radarsignal selbst als Referenzsignal verwendet. Diese Verwendung kann erfolgen in der Weise, daß das aus dem Radarsignal ausgekoppelte Referenzsignal erst nach einer gewissen zeitlichen Verzögerung dem Mischer im Empfänger zum Mischen mit dem die Meßstrecke passiert habenden Radarsignal zugeführt wird. Diese Verzögerung impliziert eine Verschiebung der Frequenz des Referenzsignals, was zur Einstellung des Sollwertes gemäß einer entsprechenden Vorgabe von Bedeutung sein kann. In diesem Zusammenhang ist folgende zusätzliche Weiterbildung von Interesse: Der Sender und der Empfänger werden nicht räumlich voneinander getrennt, so daß der Sender an einem ersten, der Empfänger an einem zweiten Ende der Meßstrecke postiert wird. Vielmehr werden Sender und Empfänger mit einer entsprechenden Antennenanordnung, die sowohl zum Senden als auch zum Empfangen geeignet ist, an einem ersten Ende der Meßstrecke angeordnet, und an einem zweiten Ende der Meßstrecke wird ein Reflektor für das Radarsignal aufgestellt. Dieses passiert die Meßstrecke zwischen dem Sender und dem Empfänger nicht einmal, sondern zweimal. Da der Sender und der Empfänger nicht wesentlich räumlich voneinander entfernt sind, entfällt das Erfordernis, zwischen dem Sender und Empfänger eine zusätzliche Leitung oder dergl. vorzusehen, um die notwendige feste Phasenbeziehung zwischen dem Radarsignal und dem Referenzsignal herzustellen. Dagegen kann die gesamte Elektronik zum Senden, Empfangen und Auswerten des Radarsignals an einem Ort konzentriert werden, was auch aus anwendungstechnischer Sicht von Bedeutung ist.
[0012] Eine weitere Variante zur Erzeugung des Radarsignals und des damit in fester Phasenbeziehung stehenden Referenzsignals besteht darin, ein gemeinsames Taktsignal vorzugeben, insbesondere mit einer Frequenz, welche wesentlich geringer ist als die zur Bildung eines üblichen Radarsignals erforderliche Frequenz, und dieses Taktsignal zur Bildung des Radarsignals bzw. des Referenzsignals jeweils zu vervielfachen. Entsprechende elektronische Schaltungen sind an sich bekannt und bedürfen an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterung. Weiterhin bevorzugt ist es, das Taktsignal so zu erzeugen, gegebenenfalls mittels eines entsprechenden Modulators, daß es die für das Radarsignal gewünschte weitgehend sich linear ändernde Frequenz hat. Dieses Taktsignal kann beispielsweise über zwei Koaxialkabel ohne weiteres und insbesondere ohne die Gefahr einer störenden Beeinflussung und ohne die Inkaufnahme einer wesentlichen Dämpfung dem Sender bzw. dem Referenzgeber zugeführt werden.
[0013] Das Verfahren wird zweckmäßig eingesetzt, indem aus der Intensität des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals bestimmt wird, ob sich eine absorbierende Masse auf der Meßstrecke befindet; in dieser Ausgestaltung ist das Verfahren ein Betriebsverfahren für eine Radarschranke.
[0014] Zur Lösung der auf eine Vorrichtung bezogenen Aufgabe angegeben wird eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke passiert habenden Radarsignals, umfassend:
einen Sender zum Erzeugen des Radarsignals mit einer weitgehend linear sich verändernden Frequenz;
einen Referenzgeber zum Erzeugen eines Referenzsignals, welches phasenstarr mit dem Radarsignal verkoppelt ist;
eine Antennenanordnung zum Senden des Radarsignals über die Meßstrecke und Empfangen des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals;
einen Empfänger mit einem Mischer zum Mischen des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals mit dem Referenzsignal zum Erzeugen eines Mischsignals;
einen Bandpaß zum Bandpaßfiltern des Mischsignals und Abtrennen eines eine dem Radarsignal, dem Referenzsignal und der Meßstrecke zugehörigen Sollfrequenz habenden Meßsignals;
einer Meßschaltung zum Bestimmen der Intensität des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals durch Messen einer Intensität des Meßsignals.
[0015] Wesentliche Vorteile dieser Vorrichtung erschließen sich aus den vorstehenden Ausführungen zum Verfahren, zu dessen Ausführung die Vorrichtung geeignet ist, worauf hiermit verwiesen wird. Bevorzugte Weiterbildungen dieser Vorrichtung entsprechen vorstehend angegebenen bevorzugten Weiterbildungen des Verfahrens und sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet, auf welche hiermit ebenfalls verwiesen wird. Außerdem sind bevorzugte Weiterbildungen der Vorrichtung erkennbar aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, worauf ebenfalls verwiesen wird.
[0016] Es folgt nun eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung. Die Darstellungen der Zeichnung sind schematische Skizzen von Vorrichtungen, deren praktische Realisierung in Anwendung der Kenntnisse einer einschlägig bewanderten Fachperson obliegt.
[0017] Jede der vier Figuren zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke passiert habenden Radarsignals. Die komplette Vorrichtung ist der Übersicht halber nur in Figur 1 dargesellt; die Figuren 2 bis 4 enthalten nur noch die die für die jeweils dargestellte Ausführung besondere Bedeutung habenden Elemente.
[0018] Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignals, welche zu einer Radarschranke gehört. Funktionelle Aufgabe der Radarschranke ist es festzustellen, ob sich auf der Meßstrecke 1 eine Mikrowellen absorbierende Masse 2 befindet. Die Anwesenheit einer solchen Masse 2 macht sich bemerkbar an einer deutlichen Schwächung des die Meßstrecke 1 passierenden Radarsignals. Zu einer Verfälschung dieser Bestimmung kann es kommen, wenn ein weiteres Radarsignal über einen Umweg 3 abseits der Meßstrecke 1 an einer weiteren absorbierenden Masse 4 abgelenkt und zusammen mit dem die Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignal nachgewiesen wird. Vorliegend geht es darum, eine Störung beim Bestimmen einer Intensität des die Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignals zu vermeiden.
[0019] Es seien zunächst die wesentlichen Bestandteile einer herkömmlichen entsprechenden Vorrichtung erläutert: Die Vorrichtung hat einen Sender 5, in welchem das Radarsignal erzeugt wird. Von dem Sender 5 gelangt es zu einer Sendeantenne 6 und wird aus dieser über die Meßstrecke 1 zu einer Empfangsantenne 7 zu einem Empfänger 8 geleitet. Dieser beinhaltet eine Meßschaltung 9, 10 mit einem Gleichrichter 9 und einem Anzeigegerät 10, hier symbolhaft als übliches Meßgerät dargestellt, zur Messung einer Intensität entsprechend der Intensität des die Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignals.
[0020] Um eine Störung der Messung durch ein über den Umweg 3 gelangtes weiteres Radarsignal zu verhindern, ist der Sender 5 zunächst so eingerichtet, daß er das Radarsignal mit einer weitgehend linear sich verändernden Frequenz erzeugt. Zu diesem Zweck ist ein Sendemodulator 11 vorgesehen, welcher den Sender 5 entsprechend steuert, beispielsweise indem er eine elektrisch einstellbare Abstimmeinrichtung des Senders 5 (an sich bekannt) mittels einer sägezahnförmigen Wechselspannung steuert. Des weiteren weist der Empfänger 8 einen Mischer 12 auf, dem neben dem von der Empfangsantenne 7 empfangenen, die Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignal ein Referenzsignal zugeführt wird. Das Referenzsignal ist ausgekoppelt aus dem Radarsignal und gelangt über eine Referenzleitung 13, die insoweit den erforderlichen Referenzgeber darstellt, zu dem Mischer 12. In die Referenzleitung 13 eingefügt ist ein Verzögerungselement 14. In dem Mischer 12 entsteht aus dem die Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignal und dem Referenzsignal ein Mischsignal, in welchem eine Mehrzahl von Frequenzen vorhanden ist. Dieses Mischsignal wird einem Bandpaßfilter 15 zugeführt, und in diesem Bandpaßfilter 15 wird aus dem Mischsignal ein eine Frequenz entsprechend einem dem Radarsignal, dem Referenzsignal und der Meßstrecke zugehörigen Sollwert habendes Meßsignal abgetrennt. Dieser Sollwert entspricht im wesentlichen einer Differenz aus der Frequenz des Referenzsignals und einer Frequenz des die Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignals unter der Voraussetzung, daß das Radarsignal tatsächlich entlang der Meßstrecke 1 sich ausgebreitet hat. Ein über einen Umweg 3 zur Empfangsantenne 7 gelangtes Radarsignal hat einen Weg zurückgelegt, welcher länger ist als die Meßstrecke 1, und hat dementsprechend eine andere Frequenz. Diese andere Frequenz entspricht nach Mischung mit dem Referenzsignal nicht dem vorgegebenen Sollwert, und das entsprechende Signal wird daher von dem Bandfilter 15 nicht bis zum Gleichrichter 9 der Meßschaltung 9, 10 durchgelassen. Das vom Bandfilter 15 zum Gleichrichter 9 durchgelassene Meßsignal ist durch seine dem Sollwert entsprechende Frequenz ausgezeichnet als zugehörig zu einem Radarsignal, welches sich genau entlang der Meßstrecke 1 ausgebreitet hat. Seine von der Meßschaltung 9, 10 bestimmte Intensität ist daher ein zuverlässiges Maß für die Intensität des die Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignals.
[0021] Als Radarfrequenz für die Vorrichtung gemäß Figur 1 wird eine Frequenz im Bereich von 24 GHz bevorzugt. Die Variation der Frequenz des Radarsignals erfolgt bevorzugtermaßen über ein Intervall mit einer Breite von 200 MHz.
[0022] Die Vorrichtung gemäß Figur 2 unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß Figur 1 durch die Erzeugung des Referenzsignals. Dazu vorgesehen ist nämlich ein Referenzgeber 16 in Form eines separaten Referenzoszillators 16. Dieser ist einbezogen in eine phasenstarre Schleife und in dieser verbunden mit einer PLL-Schaltung 17, wie sie handelsüblich erhältlich ist. Der PLL-Schaltung 17 wird das Radarsignal bzw. ein aus diesem ausgekoppeltes Vorgabesignal zugeführt und die PLL-Schaltung stellt den Referenzoszillator 16 so ein, daß das von ihm erzeugte Referenzsignal in einer festen Phasenbeziehung zum Radarsignal steht.
[0023] Auch die Figur 3 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Figur 1, wobei der Unterschied in der Erzeugung des Radarsignals und der Erzeugung des Referenzsignals liegt. Zur Erzeugung beider Signale ist nämlich ein Taktoszillator 18 vorgesehen, der ein Taktsignal sowohl an den Sender 5 als auch an den Referenzoszillator 16 gibt. Der Taktoszillator 18 wird moduliert von einem Taktmodulator 19. Sowohl der Sender 5 als auch der Referenzoszillator 16 sind ausgestaltet als Vervielfacher und erzeugen jeweils ein Signal, welches einem bestimmten ganzahligen Vielfachen des Taktsignals entspricht. Im übrigen entspricht die Funktion der Vorrichtung gemäß Figur 3 der Funktion der Vorrichtung gemäß Figur 1. Die Ausgestaltung gemäß Figur 3 hat den Vorzug, daß die notwendige gemeinsame Zeitbasis für den Sender 5 und den Referenzoszillator 16 geschaffen wird über ein Taktsignal, welches eine bedeutend geringere Frequenz als die Frequenz des zu erzeugenden Radarsignals besitzt und dementsprechend mit bedeutend geringerem Aufwand und auf bedeutend sicherere Weise, etwa mit Hilfe von Koaxialkabeln, zum Sender 5 bzw. zum Referenzoszillator 16 geführt werden kann. In einer vergleichsweise "rauhen" Umgebung, wie z.B. einer industriellen Fertigungsanlage, wird man daher der Ausgestaltung gemäß Figur 3 besonderen Vorzug geben.
[0024] Figur 4 zeigt ebenfalls eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Figur 1 mit Besonderheiten. Zunächst ist anstelle einer Antennenanordnung mit einer Senderantenne 6 und einer davon entlang der Meßstrecke 1 distanzierten Empfangsantenne 7 nur eine Anordnung mit einer einzigen Antenne 20, die sowohl zum Senden als auch zum Empfangen dient, vorgesehen. Diese einzige Antenne 20 ist angeordnet an einem ersten Ende der Meßstrecke, und an einem zweiten Ende der Meßstrecke 1 befindet sich ein Reflektor 21, welcher ein von der einzigen Antenne 20 ausgesandtes, einfallendes Radarsignal zur einzigen Antenne 20 zurückwirft. Zur Abtrennung eines zu sendenden von einem empfangenen Radarsignal ist an der einzigen Antenne 20 ein Zirkulator 22, ein an sich bekanntes Mikrowellenbauelement, vorgesehen. Dieser Zirkulator 22 führt ein Signal vom Sender 5 zur Antenne 20 und ein Signal von der Antenne 20 zum Mischer 12. Der Mischer 12 erhält als Referenzsignal ein aus dem Radarsignal über die Referenzleitung 13 ausgekoppeltes Signal. Gegebenenfalls kann die Referenzleitung 13 ein Verzögerungselement 14 enthalten, wie aus Figur 1 erkennbar; insoweit ist auf eine Vorgabe für den Sollwert der Frequenz des hinsichtlich seiner Intensität auszuwertenden Meßsignals Bedacht zu nehmen.
[0025] Im Sinne der Erfindung wird eine räumliche Selektivität einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Intensität eines eine Meßstrecke passiert habenden Radarsignals dadurch erreicht, daß jedwedes in der Vorrichtung empfangene Signal mit einer von seinem Ausbreitungsweg abhängigen Frequenz wahrgenommen wird.
1. Verfahren zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke (1) passiert habenden
Radarsignals, umfassend:
Erzeugen des Radarsignals mit einer weitgehend linear sich verändernden Frequenz;
Erzeugen eines Referenzsignals, welches phasenstarr mit dem Radarsignal verkoppelt ist;
Senden des Radarsignals über die Meßstrecke (1);
Empfangen des die Meßstrecke (1) passiert habenden Radarsignals;
Mischen des die Meßstrecke (1) passiert habenden Radarsignals mit dem Referenzsignal unter Erzeugung eines Mischsignals;
Bandpaßfiltern des Mischsignals und Abtrennen eines eine Frequenz entsprechend einem dem Radarsignal, dem Referenzsignal und der Meßstrecke zugehörigen Sollwert habenden Meßsignals; und
Bestimmen der Intensität des die Meßstrecke (1) passiert habenden Radarsignals durch Messen einer Intensität des Meßsignals.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Erzeugen des Referenzsignals in einer phasenstarren
Schleife (16, 17) erfolgt, welcher das Radarsignal als Vorgabesignal zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Referenzsignal erzeugt wird durch Auskoppeln
aus dem Radarsignal.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das die Meßstrecke (1) ein erstes Mal passiert
habende Radarsignal reflektiert wird, die Meßstrecke (1) ein zweites Mal passiert
und zu einem Empfänger (8) im räumlicher Nähe zu einem Sender (5), von welchem das
Radarsignal ausgesendet wurde, gelangt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Radarsignal und das Referenzsignal erzeugt
werden durch jeweiliges Vervielfachen eines gemeinsamen Taktsignals.
6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem aus der Intensität des die Meßstrecke
(1) passiert habenden Radarsignals bestimmt wird, ob sich eine absorbierende Masse
(2) auf der Meßstrecke (1) befindet.
7. Vorrichtung zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke (1) passiert habenden
Radarsignals, umfassend:
einen Sender (5) zum Erzeugen des Radarsignals mit einer weitgehend linear sich verändernden Frequenz;
einen Referenzgeber (13, 16) zum Erzeugen eines Referenzsignals, welches phasenstarr mit dem Radarsignal verkoppelt ist;
eine Antennenanordnung (6, 7, 20, 21, 22) zum Senden des Radarsignals über die Meßstrecke (1) und Empfangen des die Meßstrecke (1) passiert habenden Radarsignals;
einen Empfänger (8) mit einem Mischer (12) zum Mischen des die Meßstrecke (1) passiert habenden Radarsignals mit dem Referenzsignal zum Erzeugen eines Mischsignals;
einen Bandpaß (15) zum Bandpaßfiltern des Mischsignals und Abtrennen eines eine Frequenz entsprechend einem dem Radarsignal, dem Referenzsignal und der Meßstrecke (1) zugehörigen Sollwert habenden Meßsignals;
einer Meßschaltung (9, 10) zum Bestimmen der Intensität des die Meßstrecke (1) passiert habenden Radarsignals durch Messen einer Intensität des Meßsignals.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Referenzgeber (13, 16) eine phasenstarre
Schleife (16, 17) zum Erzeugen des Referenzsignals enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Referenzgeber (13, 16) eine an den Sender
(5) gekoppelte Referenzleitung (13) zum Auskoppeln des Referenzsignals aus dem Radarsignal
enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Referenzleitung (13) ein Verzögerungselement
(14) enthält.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Antennenanordnung (6, 7, 20, 21,
22) einen Reflektor (21) umfaßt, durch welchen das von dem Sender (5) gesendete und
die Meßstrecke (1) ein erstes Mal passiert habende Radarsignal reflektierbar ist,
so daß es die Meßstrecke (1) ein zweites Mal passiert, und bei der der Empfänger (8)
in räumlicher Nähe zum Sender (5) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7, welche einen Taktgeber (18) enthält, durch welchen ein
Taktsignal sowohl zum Sender (5) als auch zum Referenzgeber (13, 16) leitbar ist,
und bei der sowohl der Sender (5) als auch der Referenzgeber (13, 16) jeweils einen
Vervielfacher aufweisen, durch welchen das Radarsignal und das Referenzsignal mittels
jeweiliger Vervielfachung des Taktsignals erzeugbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, welche einen dem Taktgeber (18) zugeordneten Taktmodulator
(19) zum Erzeugen des Taktsignals mit einer weitgehend linear sich verändernden Taktfrequenz
aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, welche einen den Sender (5) zugeordneten
Sendemodulator (11) aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, welche als Radarschranke ausgebildet
ist.